PENGONTROLAN LAMPU UNTUK MENGHEMAT LISTRIK DENGAN MENGGUNAKAN PASSIVE INFRARED (PIR)

Transkripsi

1 PENGONTROLAN LAMPU UNTUK MENGHEMAT LISTRIK DENGAN MENGGUNAKAN PASSIVE INFRARED (PIR) OLEH : OKTAVIANUS GOA NA U JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS KATOLIK WIDYA MANDALA SURABAYA 2016

2 SKRIPSI PENGONTROLAN LAMPU UNTUK MENGHEMAT LISTRIK DENGAN MENGUNAKAN PASSIVE INFRARED (PIR) Diajukan kepada Fakultas Teknik Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Elektro Oleh : OKTAVIANUS GOA NA U JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS KATOLIK WIDYA MANDALA SURABAYA 2016 i

3 LEMBAR PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa laporan skripsi dengan judul,, Mensgunakan Passive Infrared (pir)" benar-benar merupakan hasir karya sendiri dan bukan merupakan hasil karya orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali dinyatakan dalam teks, seandainya diketahui bahwa laporan skripsi ini temyata merupakan hasil karya orang lain, maka saya sadar dan menerima konsekuensi bahwa laporan skripsi ini tidak dapat gunakan sebagai 'aya syarat untuk memperoleh gelar sarjana teknik. Surabaya, \{ahas-iswa yang bqrsangkutan I\I EtrRA]x MflJ -:-$*n,e-g.l= g, N o6il,, oorrru*r.q, [\ \p) Oktavianus Goa Na,u s

4 LEMBARPERSETUJUAI\ IHah skripsi berjudul Pensontrolan Lamnu Untuk Menqhemat Listrik ban Menssunakan Passive Infrared (PIR) yang ditulis oleh (hrvianus Goa Na'u / telah disetujui dan diterima untrik &i*mke Tim Mimbing I : Hartono Pranjoto, Ph.D kmbimbing II : Diana LestariningsilL ST., MT.

5 LEMBAR PENGESAHAN :;irrlsi )an,s ditulis oleh Oktavianus Goa Na'u/S ,.cisquji.ri pada tanggal 13 juni 2A16 dan dinyatakan LULUS. Ketua Dewan Penguji -t* Albert Gunadhi ST. MT. NIK. 5l Mengetahui,

6 LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH le:- ceriiembangan ilmu pengetahuan, saya sebagai mahasiswa " :" I rrsiras Katolik Widya Mandala Surabaya : \ama : Oktavianus Goa Na,u \RP : rr*tvi:iujui Skripsi I Karya Ilmiah saya, dengan judul :.,pengontrolan M.nara (PtrtP 'ntuk dipubtikasikan di Intemet atau media ran (Digital --":r{' Perpustakaan Unika widya Mandala surabaya) untuk kepentingan u,u,ieraik sebatas sesuai dengan Undang-Undang Hak Cipta. lie:*ian pernyataan persetujuan publikasi karya ilmiah ini saya buat irfl il:r sebenarnya. Surabaya,14juni 2016 Yang Menyatakan, I v

7 KATA PENGANTAR Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-nya sehingga skripsi Pengontrolan Lampu Untuk Menghemat Listrik Dengan Menggunakan Passive Infrared (PIR) dapat terselesaikan. Buku skripsi ini ditulis guna memenuhi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Elektro Unika Widya Mandala Surabaya. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan, bimbingan, koreksi, saran dan dorongan semangat guna menyelesaikan buku skripsi ini, serta bimbingan dan pengarahan yang sangat berharga. Untuk itu, penulis mengucapkan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Orang tua, yang telah membiayai, memfasilitasi, medukung dan mendoakan saya. 2. Hartono Pranjoto, Ph.D., selaku dosen pembimbing I yang dengan sabar memberikan arahan dan bimbingan kepada saya. 3. Diana lestariningsih, ST., MT., selaku dosen pembimbing II yang selalu membantu memberikan bimbingan kepada saya dalam pembuatan buku skiprsi ini. 4. Rekan rekan mahasiswa angkatan 2009, 2010, 2011, 2012 Jurusan Teknik Elektro dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan di sini. Demikian yang dapat saya sampaikan, semoga buku ini dapat bermanfaat bagi rekan rekan mahasiswa dan semua pihak yang membutuhkan. Surabaya,17 Maret 2016 Oktavianus Goa Na u vi

8 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PERSETUJUAN... iii LEMBAR PENGESAHAN... iv LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH... v KATA PENGANTAR... vi DAFTAR ISI... viii DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR TABEL... xii ABSTRAK... xiii ABSTRACT... xiv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan Perumusan Masalah Batasan Masalah Metodologi Perancangan Sistematika Penulisan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Passive Infrared (PIR) Mikrokontroler ATmega Transistor Relay Optoisolator TLP LCD DS vii

9 BAB III PERANCANGAN ALAT Perancangan Rangkaian Elektronika Switching Power Supply T Rangkaian Driver Relay DT-AVR Low Cost Mikro System Real Time Clock (RTC) Perancangan Perangkat Lunak (software) BAB IV PENGUKURAN DAN PENGUJIAN ALAT Pengujian Sensor PIR Pengukuran Output Sensor PIR Pengukuran Jarak Jangkauan Sensor PIR Saat Mendeteksi Gerakan Pengukuran Pemakaian Daya Lampu selama Waktu 3 hari Pengujian Kontrol Panel 42 BAB V KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN I Listing Program LAMPIRAN II Rangkaian Elektronika LAMPIRAN III Gambar Alat LAMPIRAN IV Penjelasan Tampilan Menu LCD viii

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Passive infrared motion sensor block diagram... 5 Gambar 2.2 Passive infrared (PIR)... 7 Gambar 2.3 ATmega Gambar 2.4 Konfigurasi Mikrokontroler ATmega Gambar 2.5 Trasistor... 9 Gambar 2.6 Relay Gambar 2.7 Optoisolator TLP Gambar 2.8 LCD Gambar 2.9 Konfigurasi pin DS Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem Gambar 3.2 Denah Penempatan Sensor PIR Gambar 3.3 Switching Power Supply T Gambar 3.4 Skematik Driver Relay Gambar 3.5 DT-AVR Low Cost Mikro System Gambar 3.6 Layout Modul DT Low Cost Micro System AVR Gambar 3.7 Alokasi Pin pada PORT A sampai dengan PORT D. 22 Gambar 3.8 Konfigurasi Jumper Penganturan Level Tegangan Serial Gambar 3.9 Skematik Real Time Clock (RTC) Gambar 3.10 Flowchart Program Utama Gambar 3.11 Flowchart subrutine push button Gambar 4.1 Metode Pengukuran Output Sensor PIR Saat Ada Gerakan Dan Tidak Ada Gerakan Gambar 4.2 Pengukuran Output PIR Saat Tidak Ada Gerakan Orang ix

11 Gambar 4.3 Pengukuran Output PIR Saat Tidak Ada Gerakan Orang Gambar 4.4 Metode Pengkuran Jarak Jangkauan Sensor PIR Saat Mendeteksi Gerakan Gambar 4.5 Hasil Pengukuran jarak jangkauan sensor PIR saat mendeteksi gerakan Gambar 4.6 Metode Pengukuran Daya Dengan kwh Meter 42 Gambar 4.7 Hasil Pengukuran Daya Lampu Selama 5 Jam tanpa sistem Gambar 4.8 Hasil Pengukuran Daya Lampu Selama 5 Jam dengan Sistem. 44 Gambar 1L Tampilan Alat Tampak dari Depan 66 Gambar 2L Tampilan LCD Saat Sistem Dalam Keadaan Stanby 67 Gambar 3L Tampilan LCD saat Tombol Menu Ditekan 67 Gambar 4L Tampilan LCD Setelah Masuk Menu Settings 67 Gambar 5L Tampilan LCD Saat Akan Menyimpang Settingan 68 Gambar 6L Tampilan Menu Diagnostic 68 Gambar 7L Tampilan LCD Saat ada PIR yang Error 69 Gambar 8L Tampilan LCD Saat ada PIR yang Error 69 x

12 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Spesifikasi Sensor PIR... 7 Tabel 2.2 Fungsi Pin Ds Tabel 3.1 Spesifikasi Switching Power Supply T Tabel 3.2 Konfigurasi Mikrokontroler dengan Sensor PIR Tabel 3.3 Konfigurasi Mikrokontroler dengan Driver Relay Tabel 4.1 Hasil Pengukuran 6 PIR Saat Ada Gerakan Orang Tabel 4.2 Hasil Pengukuran PIR Saat Tidak Ada Gerakan Orang Dalam Ruangan Tabel 4.3 Pengujian Sensor PIR Tabel 4.4 Pengujian Sensor PIR Tabel 4.5 Pengujian Sensor PIR Tabel 4.6 Pengujian Sensor PIR Tabel 4.7 Pengujian Sensor PIR Tabel 4.8 Pengujian Sensor PIR Tabel 4.9 Pengukuran Daya Lampu TL Tanpa Sistem Selama 3 Hari Tabel 4.10 Pengukuran Daya Lampu TL Dengan Sistem Selama 3 Hari xi

13 ABSTRAK Kebiasaan dari beberapa orang yang sering lupa mematikan lampu dalam ruangan ketika sedang tidak digunakan merupakan pemborosan listrik. Maka dari itu, tujuan dari pembuatan skripsi yang berjudul pengontrol lampu untuk menghemat listrik dengan menggunakan passive infrared adalah merancang sistem pengontrol penerangan ruangan dengan menggunakan sensor PIR. Cara kerja dari sistem yang akan di rancang sebagai berikut: Hardware dari sistem pengontrolan terdiri dari sensor PIR. Keluaran dari sensor PIR akan diterima oleh mikrokontroler untuk mengendalikan penerangan pada ruangan. Dalam sistem terdapat pengontrol lewat mikrontroler dengan tujuan mengatur sistem secara manual atau otomatis. Sistem di atur dalam keadaan otomatis maka lampu tidak akan menyala jika saat dalam ruangan tidak ada orang. Lampu akan menyala jika PIR mendeteksi adanya orang di dalam ruangan. Jika sistem di setting ke mode manual maka sistem tidak akan bekerja secara otomatis dan untuk menyalakan atau mematikan lampu harus secara manual. Lama waktu lampu ketika menyala dapat di setting sesuai dengan kebutuhan dan jika ada sensor PIR bermasalah maka mikrokontroler akan menampilkan sensor PIR yang error pada LCD. Hasil pengujian dari skripsi ini menunjukan bahwa pengukuran daya yang dilakukan selama 5 jam dalam waktu 3 hari pada ruangan 2, dengan menggunakan sistem dan tanpa sistem didapatkan total pemakaian daya tanpa sistem sebesar kwh dan total pemakaian daya dengan sistem sebesar kwh. Maka dari hasil perbandianganya didapat bahwa sistem dapat menghemat pemakaian daya sebesar 1.88 kwh. Dari pengukuran sensor PIR disimpulkan pula bahwa besar area yang dapat dijangkau sensor PIR sebesar 3,2 meter x 3,8 meter sehingga kalau digambarkan akan berbentuk elips. Area jangkauan berbentuk elips dikarenakan pengaruh dari Fresnel lens Kata kunci : sensor PIR, Mikrokontroler, lampu, LCD, Fresnel lens xii

14 ABSTRACT The habit of some people who often forget to turn off the lights in the room when not in use is a waste of electricity. Therefore, the purpose of making a thesis entitled controller lights to save electricity by using passive infrared is designing the lighting control system using sensors PIR room. The workings of the system that will I designed as follows : hardware of this control system consists of a sensor PIR. The output of the PIR sensor will be received by the microcontroller to control the lighting in the room. This system using microkontroler. Thad purpose for regulating the system manually or automatically. when the system set the automatic state, the lights will not turn on that indicate vacant room. Lights will turn on when PIR detects the presence of people in the room. If the system settings to manual stated then the system will not work automatically and to turn on or turn off the lights must be manually. Duration of lamp to turn on can be set according the necesity. If PIR sensor cannot send the data as voltage signal (5 Volt) then microcontroler will indicate the error message on LCD. The test result from this skripsi show that power measured for 5 hour each day for 3 days in rooms 2, using system and without system.without using system the total power consumption is kwh and with using system the total power consumption is kwh. That conclude that the system can reduce power consuption by 1.88kWh. PIR sensor measurement results concluded that the larger the area that could be covered by 3.2 meters x 3.8 meters, so that will be described elliptical. Area range of elliptical due to the influence of the Fresnel lens Keywords: PIR sensor, microcontroller, lamp, LCD, Fresnel lens xiii